EJ T 1189-2005 压水堆核电厂主蒸汽系统设计要求.pdf

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1、ICS .27. 120.20 F 69 备案号：15854-2005中华人民共和国核行业标准EJ/T 1189一2005压水堆核电厂主蒸汽系统设计要求c。defor main steam syst酬designof pressurized water react。rnuclear power plant /Ill棚1m1111112005一04-11发布2005一07一01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1189-2005 本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位：核工业第二研究设计院。本标准主要起草人：李丽娟、赵侠。目lj昌EJ/T 1189

2、- 2005 压水堆核电厂主蒸汽系统设计要求1 范围本标准规定了压水堆核电厂主蒸汽系统基本的设计要求，以确保主蒸汽系统能够安全、可靠地执行其预定的功能。本标准适用于压水堆核电厂主蒸汽系统的设计，它不包括对设备的设计要求，也不包括该系统的运行、维修和试验要求，除非它与系统设计直接有关。2 规范性引用文件F列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 17569 压水堆核电厂系统部件安全等

3、级的划分EJ 336 压水堆核电厂核供汽系统布置准则EJ 339 压水堆核电厂安全阀和卸压阀管系设计准则3 系统功能3. 1 系统功能3. 1. 1 核电厂正常运行时，主蒸汽系统将蒸汽发生器产生的蒸汽供给汽轮发电机组等设备。3. 1. 2 机组启动时，主蒸汽系统与启动给水系统或辅助给水系统一起，通过向汽轮机冷凝器旁路排放蒸汽来控制升温，直到达到热停堆工况。3. 1. 3 在事故工况或某些瞬态时，主蒸汽系统将蒸汽发生器产生的蒸汽排放到汽轮机冷凝器或直接排到大气，导出反应堆冷却剂系统的热量，使反应堆冷却剂系统达到余热排出系统技入运行的状态。3. 1. 4 主蒸汽系统在需要时向辅助给水汽动泵、水压试

4、验泵汽轮发电机组提供蒸汽。3. 1. 5 主蒸汽系统测量通道的信号用于产生紧急停堆、安全注入手n主蒸汽管线隔离的保护信号。3. 2 主要设备功能3. 2. 1 主蒸汽隔离阀当主蒸汽管线破裂时，主蒸汽隔离阀能够隔离蒸汽管线，阻止一台以上蒸汽发生器的完全排空。从而可以避免：一一反应堆冷却剂系统过速冷却。这种过速冷却将严重影响反应堆压力容器的强度和导致反应堆在低功率下重返临界：一反应堆厂房内蒸汽管道破裂时，其它环路的蒸汽通过蒸汽母管返回反应堆厂房，使反应堆厂房内的压力超过安全壳的设计压力。3. 2. 2 主蒸汽安全阀主蒸汽安全阀提供蒸汽发生器二次侧和主蒸汽管道的超压保护。3.2.3 安全壳内的主蒸汽

5、管道安装在安全壳内的主蒸汽管道，与蒸汽发生器的二次侧承压边界及主蒸汽管道在安全壳上的贯穿件一起，作为安全壳的延伸，组成安全壳屏障的一部分，起到第三道实体屏障的作用。4 系统范围l EJ/T 1189-2005 4. 1 主蒸汽系统包括从蒸汽发生器限流器出口到汽轮机主汽门的主蒸汽管道和设备，以及与之连接的疏水系统。主蒸汽系统的主要设备包括：主蒸汽安全阀、主蒸汽隔离阀等。4.2 与主蒸汽系统接口的其它系统主要包括：一回路上的蒸汽发生器：汽轮发电机组及其辅助系统：蒸汽旁路系统（大气排放系统及排向冷凝器的汽轮机旁路系统）：凝结水抽取系统：除氧器系统及给水加热系统：主给水系统及启动给水系统：主控制室系统

6、：反应堆保护系统等。5 安全等级和抗震类别5. 1 主蒸汽系统的设备安全等级划分应遵照GB17569的有关规定。5.2 主蒸汽系统中执行系统安全功能所必需的设备、管路应属安全2级，抗震l类。5. 2. 1 以主蒸汽隔离阀下游的横向限制件为界，其上游管道为安全2级，抗震1类：下游为非安全级，非抗震类。5. 2.2 以主蒸汽隔离阀上游疏水系统第一道隔离阀为界，其上游管道（包括隔离阀为安全2级，抗震1类：下游为非安全级，非抗震类。5. 2.3 主蒸汽隔离阀和主蒸汽安全阀为安全2级，抗震1类设备。5. 3 主蒸汽系统中执行系统安全功能所必需的设备、管路的支承件应属安全级，抗震l类。5.4 主蒸汽系统属

7、于安全等级的部分，其测量通道为IE级。6 性能准则6. 1 输送蒸汽6. 1. 1 核电厂正常运行时，主蒸汽系统能够安全、高效地将蒸汽输送到汽轮发电机组等设备。需要时，向辅助给水汽动泵、水压试验泵汽轮发电机组提供蒸汽。6. 1. 2 事故工况或某些瞬态时，主蒸汽系统与其它系统（辅助给水系统、蒸汽冷凝器排放或大气排放系统）一起导出反应堆热量。6.2 系统容量6. 2. 1 每台蒸汽发生器连接一条主蒸汽管线，主蒸汽系统容量应与蒸汽发生器产生的蒸汽量相适应。6.2. 2 在每台蒸汽发生器与汽轮机之间的主蒸汽管线的布置与直径应保证来自每台蒸汽发生器的蒸汽流量的均衡。6.3 提供蒸汽发生器二次侧的超压保

8、护主蒸汽系统应设置主蒸汽安全阀，为蒸汽发生器二次侧和主蒸汽管道提供超压保护。每台蒸汽发生器安全阀的组合排量应保证任何情况下蒸汽压力不超过系统设计压力的110%。6.4 隔离主蒸汽管线每条主蒸汽管线应设置一台主蒸汽隔离间，当主蒸汽管线破裂时，能够实现快速隔离。6.5设置必需的！IJ量通道6. 5. 1 主蒸汽系统应设置IE级的蒸汽压力和流量测量通道，用于引发反应堆停堆、安全注入和蒸汽管线隔离等保护信号。6. 5.2 主蒸汽系统应有二回路放射性剂量监测通道。6. 5.3 事故后监测系统可使用每条主蒸汽管线上的放射性剂量监测通道和蒸汽压力测量通道。7 设计要求7. 1 系统设计准则7. 1. 1 主

9、蒸汽隔离阀与汽轮机主汽门和调速阀相配合，设计成在蒸汽管线破损同时又发生系统部件的单一故障时能够防止一台以上蒸汽发生器完全排空。2 EJ/T 1189-2005 7. 1. 2 主蒸汽系统与蒸汽发生器二次侧连通，所以主蒸汽系统的设计压力和设计温度应与蒸汽发生器二次侧的设计压力和设计温度相适应。7. 1. 3 由于主蒸汽系统用于传输蒸汽发生器所产生的蒸汽，系统容量应与蒸汽发生器产生的蒸汽量相适应。7. 1. 4 每台蒸汽发生器与汽轮机之间的主蒸汽管线，其直径和布置应保证来自每台蒸汽发生器的蒸汽流量的均衡，从而确保反应堆冷却剂系统的均匀排热。7. 1. 5 限制蒸汽发生器出口和汽轮机入口处的蒸汽湿度

10、，以防止蒸汽夹带的液滴对汽轮机叶片造成损害。7. 1. 6 如果核电厂设计考虑超级管道，则反应堆厂房外位于贯穿件锚固点与主蒸汽隔离阀下游的防管道甩击约束件之间的主蒸汽管道为超级管道。超级管道可以适当增加其壁厚，应通过下列特殊加工和检查措施，获得尽可能完善的施工和监督质量，使这段管子发生破裂的概率很小，在设计中不予考虑：一一由贯穿件的锚固点和下游的防管道甩击约束件来保护这段管道：一一尽可能减少这段管道的长度：一一采用锻造连接件：一一采用轧制的无缝管：一一适当地限制在各种计算工况（正常和事故运行工况）的应力限值：一一制定专用的在役检查规程。虽然不考虑超级管道出现破裂，但超级管道所在的厂房设计应能经

11、受假想破裂造成的升温升压的作用。7. 2 管系的设计要求7. 2. 1 根据有关汽水管道设计标准或规范规定的蒸汽流速的范围，选择确定主蒸汽管道的蒸汽流速。一般情况下，推荐选择饱和蒸汽管道介质流速为30m/s50m/s。根据蒸汽流速和主蒸汽系统的蒸汽流量、压力或温度等参数，确定主蒸汽管道的管径。7. 2.2 主蒸汽安全2级管道的最小壁厚按照有关设计标准或规范计算。7. 2.3 管系的设计中应将管系内所有部件，诸如阀门、管道、支承及其所依附的构筑物等都考虑在内。在确定载荷组合时应考虑下列适用载荷的最坏组合：内部流体的重量、动量和压力，阀门和管道的自重，在升温、稳态和阀门瞬时动作时的热载荷，间门打开

12、排放时的反作用力，地震载荷等。还应把瞬态工况或事故工况期间大气排放阀的反作用力作为阀门排放载荷包括在上述适用载荷中。在进行管系力学分析时，应全面考虑主蒸汽系统各种可能的工况及发生次数。7. 2.4 阅门管嘴应能承受阀门排放时产生的力矩。安全阀的管嘴应充分倒圆，以尽量减少安全阀开启时从管道至安全阀进口处的压力损失。7.2. 5 管系疏水的设计应满足7.5的要求。7.2.6 主蒸汽安全阀排放立管按照EJ339进行设计。7.2. 7 管系支承和限位器应满足管系布置和力学计算的要求，能够承受相应于主蒸汽系统设计所使用的载荷组合，并按照有关的机械设计标准进行设计。7.2.8 主蒸汽管系设计应具备尽可能小

13、的阻力。主蒸汽管道应能自身进行热补偿。7. 3 主蒸汽安全阀的设计要求7. 3. 1 主蒸汽安全阀应有一个在全部失电情况下足以满足要求的综合容量。7.3.2 确定安全阀的尺寸和数量，应遵守以下原则：一安全阀有助于通过排除反应堆冷却剂系统产生的能量来防止一回路超压和过热：通过限制蒸汽释放的总量和速率来防止堆芯过冷：3 EJ/T 1189-2005 一一每台蒸汽发生器安全阀的组合排量应保证任何情况下，蒸汽压力不超过系统设计压力的110%。确定每台安全阀的最大排量时，要考虑单个安全阀误开启或卡滞在全开位置时对堆芯的影响，要与核电厂的功率调节控制能力相适应，以免对核电厂各个系统造成较大扰动：一一确定每

14、条主蒸汽管线上安全阀的数量时，需要假设阀门不可用而考虑一定数量的兀余，每台蒸汽发生器至少要有两台安全阀。7.3. 3 主蒸汽安全阀整定压力的设置要保证在蒸汽压力升高的瞬态过程中给主蒸汽系统提供较为平缓的压力扰动。7.4 主蒸汽隔离阀的设计要求7. 4. 1 主蒸汽隔离阀应能够实现双向隔离。蒸汽隔离应设计成能在保护定值触发后10s内完成操作，其中包括：将关闭信号传送到阀门所需的时间，估计为5s；阀门关闭本身所需的时间，少于5s。7.4.2 主蒸汽隔离阀可以快关和慢关，当收到主蒸汽管线隔离信号后，应能在5s内快关。7. 4.3 对于每个主蒸汽隔离阀应设置旁通管道，该管道上的阀门应有隔离和流量调节的

15、能力，用于主蒸汽隔离阀开启之前暖营和平衡隔离阀上下游压力。7.5 主蒸汽系统疏水的设计要求7. 5. 1 疏水流量的确定对应于一回路的升温速率，在蒸汽管线暖管或热停堆期间，排出蒸汽管道的冷；疑水。主蒸汽管道的疏水系统设计应使汽轮机开始盘车之前和盘幸过程中以及停牢时将水排除，配水流速不应超过3rn/s。7. 5.2 在主蒸汽管道的各个低位积水处应设疏水点。7.5.3 在每个主蒸汽隔离阀的上游应设置低点疏水。7.5.4主蒸汽管道有较长距离的水平走向后，紧接着设置垂直的竖直管道，在管道拐弯前应设置疏水击。7. 5.5 疏水管道应向下敷设，水平管道应向水流方向以至少1%的斜率向下倾斜。7.5.6 汽轮

16、机节流阀下游的疏水装置的疏水管不能连接到上峙的疏水总管上。7.5. 7 对系统运行必不可少的疏水管道不得使用过滤器，除非它们与全自动多重疏水系统一起使用。7. 5.8 压水堆安全有关的主蒸汽疏水装置（位于从蒸汽发生器到主蒸汽隔离阀的区域内）应设置远距离操作阀门。非安全有关的主蒸汽疏水装置（从主蒸汽隔离阀到汽轮发电机）应自动操作。7.5. 9 疏水箱应有就地自动控制的疏水阀，应使操纵员能操纵疏水阀并能就地使它投入自动控制。院监测疏水箱并对高水位发出报警。7. 6 主蒸汽系统保温层的设计要求主蒸汽系统应设置保温层以减少热能损失和避免烫伤人员。7. 7 仪表和控制设计要求7. 7. 1 测量仪表的设

17、计要求7. 7. 1. 1 主蒸汽系统应设有用于引发反应堆停堆、安全注入和蒸汽管线隔离等保护信号的蒸汽压力和流量测量通道。还应有二回路放射性剂量监测措施。这些通道应为lE级，并遵守相关的设计准则。7. 7. 1. 2 主蒸汽母管的压力测量通道用于控制通向冷凝器的蒸汽旁路排放。7. 7. 1.3 事故后监测系统可使用每条主蒸汽管线上的放射性剂量监测通道和蒸汽压力测量通道。7. 7.1.4 为安全功能而提供的仪表应符合保护、安全仪表及控制的有关准则。7.7.1.5 布置在主蒸汽管道隔间的仪表及电气部件应考虑到管道破裂效应及其环境条件的影响，并遵守相关的设计准则。7. 7.2 控制要求7. 7. 2

18、. 1 在电厂正常运行期间，主蒸汽系统由主控室操作，主控室设有一切必要的控制器和显示（报警和指示器）。4 EJ/T 1189-2005 7. 7. 2.2 在主控室不能利用时，主蒸汽系统由应急停堆盘监控，井设有主要参数显示。7.8 电气设计要求7. 8. 1 主蒸汽系统的电气设计应满足有关的电气设计准则。7. 8. 2 主蒸汽隔离阀和旁路阀的执行机构，以及安装在每台蒸汽发生器的主蒸汽管线中的流量和压力变送器应为lE级设备，这些部件按相关安全设备鉴定标准进行鉴定。7. 9 布置原则7. 9. 1 设备和管道的布置设计应按EJ336执行。7. 9.2 主蒸汽系统属于安全等级的部分，其布置应能承受地

19、震、飞机坠落、周围工业区产生的爆炸等外部灾害。7.9.3 系统布置应能保护系统免受汽轮机飞射物的破坏。7. 9.4 主蒸汽系统及其有关隔间的土建结构应设计成能减少管道破裂的风险，并使其后果减至最低程度。7. 9. 5 在反应堆厂房内，使用防管道甩击约束件，或技术成熟时可使用先漏后破（LBB）技术，以防止一根蒸汽管道破裂引起其它管道的破裂和损坏安全壳。7.9.6 在汽轮机厂房内，应考虑主蒸汽管道破裂引起的甩击效应对安全有关构筑物和设备的影响。7. 9. 7 系统的布置设计应满足维修、在役检查、辐射防护和实体保护考虑的有关准则和措施。7. 10 试验与检查准则7. 10. 1 主蒸汽系统管道和设备的工厂试验和检查按照相应的规程和标准进行。设备需要进行有关的鉴定试验、Jj(压试验和性能试验等e7. 10.2根据在役检查的有关准则的要求，主蒸汽京统的设计应提供在役检查的可达性。对管道和设备保温时，应考虑焊缝的在役检查要求。7. 10.3 主蒸汽系统的设计应包括按照设备设计的有关准则要求进行初次水压试验的措施，设计应允许在这些准则所规定的压力下定期进行水压试验。7. 10. 4 为保证主蒸汽系统完成核电厂设计中所规定的系统功能，系统设计应包括必要的试验、检查和维修的措施，并且还应有质保要求。5 的CONmFF产叮川】